Підкислення і асептування меляси

Мелясне сусло треба зброджувати в умовах, які виключають розвиток сторон­ніх мікроорганізмів, продукти обміну яких негативно впливають на життєдіяль­ність дріжджів. У спиртовому виробництві більшість мікроорганізмів гине внаслі-

док високої концентрації сухих речовин мелясного сусла, рН середовища і вмісту спирту у бражці. Для спиртового бродіння найбільш небезпечні різні кислотоутво-рюючі бактерії, які мають високу кислото- і спиртостійкість, для пресованих дріж­джів - кислотоутворюючі бактерії з високою протеолітичною активністю.

Зброджування мелясного сусла дріжджами нормально протікає при рН біля 5. Для пригнічення розвитку сторонньої мікрофлори активну концентрацію водневих іонів у суслі треба довести до рН 2,8...З, але при цьому пригнічувалося би розмно­ження і бродильна енергія дріжджів. Тому при однопотоковому способі зброджуван­ня рН сусла підтримують біля 5, чому відповідає титруєма кислотність 0,4...0,6 град, (у залежності від буферної ємності меляси); при двопотоковому - кислотність дріж­джового сусла становить 1,1... 1,3 град.-і після змішування з основним суслом -0,6...0,7 град. При обох способах для пригнічення сторонньої мікрофлори додають антимікробні речовини.

Нерозведену мелясу ефективніше підкисляти й асептувати, тому що створю­ються більш високі кислотність середовища (1,6...2,4 град, при однопотоковому і 3,5...4,5 град, при двопотоковому способах) І концентрація антисептику. Для під­кислення використовують сірчану і соляну кислоти. Витрата соляної кислоти мен­ша, ніж сірчаної (140 кг проти 198,1 кг у перерахунку на 100 % - ну концентрацію і на 1000 дал спирту), однак при цьому обладнання повинно бути виконане з кисло-стійкої сталі. Приведена витрата кислот нормативна, фактична залежить від вихід­ної лужності і буферності меляси, а також від прийнятої кислотності сусла.

Прийнято вважати, що при підкислюванні меляси сірчаною кислотою утво­рюється гіпс, який викликає утруднення у процесах сепарування дріжджів та упа­рювання мелясної барди. Внаслідок цього перевагу віддають соляній кислоті. У той же час відомо, що сульфат-Іон менш токсичний по відношенню до дріжджів, ніж хлорид-іон. Досліди, які були проведені в Національому університеті харчових технологій (к. КТ1ХП), показали, що при підкисленні меляси сірчаною кислотою до рН 5 гіпс не утворюється, більш повно зброджуються цукри мелясного сусла, вихід спирту вищий, ніж при використанні соляної кислоти. Це також було підтве­рджено співробітниками Паневежіського дослідного спирткомбінату. Вони встано­вили, що при упарюванні нейтралізованої до рН 6 "сірчанокислої" барди значно зменшується корозія обладнання, не утворюється накипу у випарних установках, покращується якість конденсату, стічних вод і випареної барди.

Антимікробні препарати для асептування меляси повинні мати високу бакте­рицидну дію, не впливати негативно на життєдіяльність дріжджів і якість спирту, не бути токсичними для тварин. Нормативна витрата антимікробних препаратів (кг на 1000 дал спирту для кожного окремо): хлорного вапна 11,0, 40 %-ного формалі­ну 5,0, сульфонолу 2,13. При одержанні хлібопекарських дріжджів виділенням їх з мелясно-спиртової бражки норма витрати хлорного вапна може бути збільшена до 20...25 кг. Хлорне вапно використовують у вигляді водного розчину.

Мелясу змішують з кислотою, антисептиком і живильними речовинами у змі­шувачі (рис. 3.1), це циліндричний посуд, усередині якого розташований вал - 4 з закріпленими на ньому стержнями - 2. Такі ж, але нерухомі стержні 3 має і внутрішня

поверхня корпусу змішувача. Завдяки чер­гуванню рухомих і нерухомих стержнів за­безпечується завихрення, яке сприяє кращо­му перемішуванню меляси з допоміжними матеріалами. Частота обертання валу 70.. .80 хв^-1. Об'єм змішувача розраховується на об­робку меляси протягом 15...20с. Допоміж­ні матеріали надходять у змішувач через па­трубок - 5, асептована меляса виводиться через патрубок - 6 у два - три збірники за­гальною ємністю на добовий запас.

Стерилізація меляси

Швидкість загибелі мікроорганізмів при летальній температурі описується кі­нетичним рівнянням хімічної реакції пер­шого порядку: N = N₀ e^Kt

де N - кількість мікроорганізмів через час t у хв; N₀ - початкова кількість мікроорга­нізмів; е - основа натуральних логарифмів; К - константа швидкості відмирання мік­роорганізмів.

Рис. 3.1 Змішувач меляси з кислотою, антисептиком і живильними речовинами

Спорові мікроорганізми більш термо-резистентні, ніж вегетативні форми. Мо­лоді клітини гинуть швидше старих.

Через те, що при підвищенні летальної температури різко знижується тривалість її дії на мікроорганізми, то найбільш ефективна

короткочасна стерилізація при температурі до 140° С. Щоб загальмувати швидкість інверсії цукрози і розкладу інвертного цукру, рН мелясного розчину підтримують не нижче 6. Для досягнення більшого ефекту відмирання мікроорганізмів концентрацію меляси знижують до 60...65%.

Теплову обробку меляси за способом Alvo - therm на установці "Alfa - Javal" проводять таким чином.

Меляса із збірника 1 (рис. 3.2) і вода із збірника 2 змішуються у насосі 3 до концентрації сухих речовин 45...50 %, суміш подають у збірник 4 , а з нього насо­сом 5 у кларифікатор 6. Завдяки надлишковому тиску на виході з кларифікатору освітлений розчин надходить у збірник 7, з якого насосом 8 передається у теплооб­мінник 9. У ньому розчин нагрівається у дві стадії: у першій - екстрапарою з випа-рувальної камери 11, у другій - гострою парою і при температурі 85. ..90° С насосом 12 подається в стерилізатор 10, де нагрівається гострою парою до температури стерилізації 140° С. Після витримки протягом біля 4 с розчин над-

Рис. 3.2 Апаратурно-технологічна схема розведення, кларифікації та стерилізації меляси за способом Albo-therm

ходить у випаровувальну камеру - 11, де створене слабке розрідження. Тут відбува­ється миттєве охолодження розчину до 85° С, яке супроводжується виділенням вто­ринної пари, яку направляють у теплообмінник-9. Насосом- 13 розчин подають у пластинчатий теплообмінник - 14 для охолодження водою. Відпрацьовану воду використовують для розведення меляси.

Національним державним університетом харчових технологій (к. КТІХП) ре­комендовано проводити стерилізацію інфікованої меляси при концентрації сухих речовин 50 %, температурі 120... 130° С протягом 1 хв в установці, яка складається Із парової контактної головки (стерилізатора), витримувача, випаровувальної каме­ри, конденсатора і вакуум-насоса. Висока ефективність такого способу стериліза­ції меляси встановлена також співробітниками ВНДІ харчової біотехнології.